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原油加工过程中硫风险分析与防护技术研究

陈鸣  
【摘要】:在石油资源向着高硫、高酸、重质等劣质化方向发展的背景下,高硫原油在我国进口原油中所占的比重不断增大;同时,国内对高含硫原油的开采也不断增加,这就致使在我国原油炼制板块中高硫原油加工所占的比例愈来愈大;油品中不断增高的硫含量是工艺安全中的主要威胁。故实现安全加工含硫、高硫劣质原油,并有效控制硫含量增加带来的安全生产风险将是我国炼油企业将要面临的共同问题。本文以北方某高硫加工炼化企业为研究对象,选取了主要生产装置,对其主要含硫物流采用气相色谱和CHSN/O元素分析仪,对硫含量和硫类型分别进行了分析测定,得出硫类型主要以硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩及各类噻吩取代物为主,从而为后续生产装置的硫风险分析提供了基础依据。本文依托于国家级课题“高含硫油品加工安全技术研究”项目。在深入分析我国炼化企业硫风险防控现状的基础上,在对其典型生产装置硫含量含硫和硫类型分析测定,研究原油中的硫在加工过程中的迁移转化与硫类型分布,分析原油加工过程中硫腐蚀、硫化亚铁自燃、硫化氢中毒等硫风险的潜在安全风险、重点积聚部位及危害物质形成机理、主要分布等情况,并提出了对应防控与处置措施。结合典型炼油装置的工艺特点,通过对加工高含硫油品的腐蚀环境、腐蚀类型、腐蚀的机理和影响因素进行分析,并利用实验室研究分析了不同类型硫化物的腐蚀程度;绘制了加工高含硫油品炼油装置腐蚀流程图;同时对腐蚀部位的工艺防腐进行研究,在腐蚀流程图上完成炼油装置腐蚀控制措施的布置,并在分析基础之上,对企业主要生产装置提出了具有针对性的防腐措施;为我国炼油企业加工高硫、高酸等劣质原油装置的腐蚀防护提供了重要的技术保障,进而提高我国炼油企业防腐蚀技术的整体水平。国内的石油化工企业频繁发生硫铁化合物自燃火灾爆炸事故,不仅严重威胁着作业人员的身体健康和生命安全,而且给生产企业造成了巨大的财产损失,同时带来严重的环境污染问题。原油或油品中硫或硫化物与铁及其氧化物相互作用生成硫铁化合物。论文在结合硫化亚铁形成机理和高硫油品加工过程装置实际运行情况,对炼化企业主要生产装置硫化亚铁重点隐患部位进行了识别,并研发了一种新型的QXF-1型复合清洗钝化剂和配套应用装备,在生产实际中取得了较好的应用效果。同时,考虑到硫化亚铁自燃现象仍时有发生,开发了一种新型的纳米粉体复合灭火剂材料,灭火性能测试表明,新开发的KHCO_3/γ-Al_2O_3复合灭火剂与商业化的BC灭火剂相比较,具有更高的灭火性能。根据典型炼厂分析炼化企业装置中硫化氢的主要来源,对硫化氢中毒潜在危险分析、硫化氢的分布特点进行研究,在此基础上分别从硫化氢在线监测预警系统的研发、硫化氢检测器优化布置方法与流程、以及硫化氢吸收剂三个方面提出炼化企业硫化氢的防控方法。通过对原油及主要装置中物流中的硫测定分析,研究原油中的硫在加工过程中的迁移转化与硫类型分布,在此基础上分析原油加工过程中硫腐蚀、硫化亚铁聚积、硫化氢中毒等硫风险的影响因素、重点关注位置和区域等,提出对应的防范控制与处置措施,从而保障企业的安全、高效、经济运行。


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